Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 12 - Värmeöverföring vid kokning, av Ulf Rengholt
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Värmeöverföring
vid kokning
Civilingenjör Ulf Rengholt, Stockholm
Frågan om värmeövergång vid kokning börjar
bli föremål för allt större intresse inom flera
grenar av tekniken, t.ex. vid atomreaktorer,
raketprojektiler och många tillämpningar inom
kemisk industri. Då kokningen innebär en
ändring av aggregationstillståndet, blir det
teoretiska underlaget ganska komplicerat, och trots
att det nedlagts stort arbete på olika håll,
särskilt de senaste åren, äger man inte full
kännedom om de olika förloppen.
Olika typer av kokning
Kokningen är inte ett i detalj definierat
fenomen, och för att få ett grepp på denna form av
värmeöverföring (Tekn. T. 1954 s. 762) måste
man söka urskilja några väsentliga grundtyper.
Med avseende på ångbildningen talar man om
punktkokning ("nucleate boding") och
filmkokning. I förra fallet bildas vid gränsytan en
mängd små ångblåsor, vilka efter en viss
tillväxttid transporteras bort från väggen. I det
senare fallet har ångblåsorna slagits ihop till
en sammanhängande ångfilm, som isolerar
vätskan från värmeytan. Vilken typ, som
uppträder, beror på den värmeöverförande ytans
temperatur, eller rättare uttryckt
temperaturdifferensen <9 mellan yttemperaturen och
kylvätskan mättningstemperatur.
Betraktar man i stället kylvätskans
medeltemperatur över ett tvärsnitt, kan man också från
den utgångspunkten urskilja olika
kokningsförlopp. Om huvuddelen av vätskevolymen är un-
Litteraturundersökning vid Institutionen för Värmeteknik och
Maskinlära vid KTH.
Fig. 1.
Ytbe-lastning P/A
som
funktion av
temperaturdifferens O vid
konstanta
yttemperaturer.
536.423.1
derkyld med avseende på
mättningstempera-turen, kommer vid tillräckligt hög ytbelastning
en lokal kokning att ske vid värmeytan, och de
bildade ångblåsorna kondenseras längre in i
vätskan. Detta kallas ytkokning ("surface-, local
boding") och övergår, när vätskans
medeltemperatur uppnått mättnadsvärdet, till något som
kan benämnas volymkokning ("bulk-, saturated
boding"). I motsats till ytkokningen får man
här en egentlig nettoångbildning, dvs. en
för-ångning. Ytkokning kan betraktas som en form
av punktkokning, medan denna senare endast
delvis tycks råda vid volymkokning.
Tänker man sig ett system, där den
värmeöverförande ytan har en konstant av
kylvätskans värmekapacitet oberoende temperatur,
kan man för ett givet tryck och en’ given
vätskemedeltemperatur upprita den välkända
bilden på ytbelastningens P/A variation med
temperaturdifferensen 8, fig. 1. I
punktkok-ningsområdet B—C stiger ytbelastningen
mycket snabbt med temperaturen, i genomsnitt
med 2:a till 4:e potensen. Det ofta gjorda
antagandet, att derivatan i området B—C är
konstant, synes ej vara riktigt, utan är förmodligen
endast för en mindre del av området en
till-låtlig approximation. Vid C uppnås den
maximala eller kritiska ytbelastningen (P/A)max,
varvid ytan är täckt av ett optimalt antal ej
sammanhängande ångblåsor. I området C—D
har en häftigt turbulerande ångfilm utbildats
utan kontakt mellan yta och vätska, och i
området D—E råder stabil filmkokning.
Någonstans där blir temperaturen så hög, att
värmeytan genom nedsmältning eller för höga
termiska spänningar destrueras, utbränning
("burn out"). Belastningen P/A vid
utbränning kan här vara något skild från (P/A)max.
I praktiken är emellertid systemet med
konstant ytbelastning av större intresse. Varje
punkt på den värmeöverförande ytan avger då
en värmemängd, som är oberoende av
kylvätskans värmekapacitet eller massflöde.
Kurvan i fig. 1 blir då spegelvänd och vriden 90°,
fig. 2. Då 6 <i 6C är förhållandena analoga
med fig. 1, men när (P/A)max uppnåtts, tycks
ytbelastningen inom ett visst område vara
TEKNISK TIDSKRIFT 1959 285
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
